瀝青路面裂縫病害防治研究

張哲

摘 要：瀝青路面在我國(guó)高等級(jí)道路中占有相當(dāng)大的比例，而裂縫是瀝青路面最大的病害之一。瀝青路面的開裂不僅會(huì)對(duì)行車安全造成嚴(yán)重的影響，還會(huì)破壞路面的使用性能。分析了瀝青路面裂縫的類型及產(chǎn)生機(jī)理，并提出了適當(dāng)?shù)姆乐未胧?/p>

關(guān)鍵詞：瀝青路面；裂縫；路基；疲勞破壞

中圖分類號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.070

瀝青路面裂縫會(huì)嚴(yán)重影響車輛的行車安全及路面的使用性能。目前，常用的維修方法包括面層處理、薄層封閉等，但這些方法只能治標(biāo)，不能治本。因此，需要對(duì)瀝青路面的設(shè)計(jì)、選材、施工及養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行裂縫綜合治理。只有這樣，才能有效解決瀝青路面的裂縫問題。

1 瀝青路面裂縫的基本類型及原因

1.1 縱向裂縫

縱向裂縫是指沿行車帶方向出現(xiàn)的裂縫，其產(chǎn)生的主要原因有3種：①瀝青路面的上面層分幅攤鋪時(shí)，未妥善處理兩幅的接茬處，進(jìn)而在行車荷載與大氣因素的作用下，導(dǎo)致面層逐漸開裂；②由于路基在施工過程中的壓實(shí)度不均勻或路基邊緣受到了水的侵蝕，進(jìn)而產(chǎn)生了不均勻的沉陷；③由于車輛荷載的反復(fù)作用，使瀝青路面表層產(chǎn)生了疲勞開裂。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫是指垂直于行車方向的裂縫。按其成因不同橫向裂縫又分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩大類。其中，荷載型裂縫主要是因車輛荷載作用在瀝青面層引發(fā)的拉應(yīng)力超過了材料的疲勞極限強(qiáng)度而產(chǎn)生的開裂，這種裂縫大多是由瀝青路面結(jié)構(gòu)層的底部向上延伸而形成的；非荷載型裂縫主要包括瀝青面層縮裂和基層的反射裂縫。由于瀝青材料具有脹縮性，所以，瀝青路面的縮裂多發(fā)生在冬季。當(dāng)冬季外界溫度驟降時(shí)，瀝青路面會(huì)收縮。此時(shí)，收縮的瀝青路面會(huì)受到周圍物體的阻礙和面層底部的摩阻力，進(jìn)而使瀝青材料的收縮無法自由進(jìn)行，瀝青結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其在該溫度時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫?；鶎臃瓷淞芽p是指半剛性基層先于瀝青路面開裂，路面在荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的共同作用下，面層底部產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致面層底部開裂，并逐漸向上擴(kuò)展，最后導(dǎo)致裂縫貫穿整個(gè)面層。

1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫是指呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的裂縫。一般的路面網(wǎng)裂是先沿行車輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫，后在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向的連接縫，最終形成裂縫網(wǎng)。其主要是因路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度不足、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料的配比不當(dāng)、路基路面的壓實(shí)度不足、石料的黏結(jié)性不強(qiáng)等引起的。此外，還可能是因路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后，未及時(shí)修繕而導(dǎo)致水分下滲，在荷載的作用下產(chǎn)生的漿體通過面層裂縫、空隙被擠壓到道路表面，進(jìn)而使道路結(jié)構(gòu)被逐漸掏空，導(dǎo)致路面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫；車輛嚴(yán)重超載會(huì)使基層產(chǎn)生疲勞破壞；面層瀝青的老化也是網(wǎng)裂產(chǎn)生的重要原因之一。

2 瀝青路面裂縫的危害

瀝青路面裂縫的危害主要有以下4點(diǎn)：①裂縫會(huì)縮短路面的使用壽命。在裂縫產(chǎn)生的初期，其對(duì)路面的使用性能無明顯的影響。但隨著裂縫的增大，雨水會(huì)逐漸滲入，導(dǎo)致路基的含水量增加，甚至達(dá)到飽和狀態(tài)，最終使結(jié)構(gòu)層的承載能力下降。此外，在車輛荷載的長(zhǎng)期作用會(huì)加速路面老化。②縱向裂縫的發(fā)生易形成沿行車方向的臺(tái)階，裂縫凹陷及灌縫瀝青凸出，進(jìn)而影響行車的舒適性和安全性。③橋頭跳車處的路面橫向裂縫在路面集水的作用下加快了跳車現(xiàn)象的發(fā)展，且會(huì)對(duì)路基造成危害。④如果未及時(shí)修繕塊狀的路面縱橫裂縫，則在行車荷載、氣候因素等的作用下，其將發(fā)展成網(wǎng)裂，甚至坑槽，進(jìn)而導(dǎo)致路面病害的發(fā)生，影響路面的使用性能。

3 瀝青路面裂縫的防治措施

由于瀝青路面裂縫的產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果，因此，其防治也必須是一個(gè)綜合的過程。只有在設(shè)計(jì)、選材、施工和維護(hù)等方面充分考慮，才能有效防治瀝青路面的裂縫問題。

3.1 合理設(shè)計(jì)

3.1.1 路面厚度的確定

作為柔性路面，在設(shè)計(jì)瀝青路面時(shí)必須根據(jù)道路等級(jí)、交通量、工程地質(zhì)、施工季節(jié)和道路基層情況綜合考慮路面厚度。

3.1.2 瀝青混合料級(jí)配類型的選擇

為了提高路面抗滑能力和抗車轍能力，國(guó)內(nèi)高等級(jí)瀝青道路普遍采用較粗的級(jí)配，用油量較少，多采用空隙率較大的瀝青混合料，但此材料易產(chǎn)生裂縫，且抗老化的性能較差。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮其作用，選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项愋汀?/p>

3.1.3 使用土壤固化劑

在經(jīng)濟(jì)允許的條件下，在軟土地基施工的過程中應(yīng)使用土壤固化劑，從而提高路基的整體剛度和強(qiáng)度。

3.2 合理選材

3.2.1 選抗裂性、穩(wěn)定性高的材料制作基層

為了減少收縮裂縫，應(yīng)增加基層材料中粗骨料的含量，盡量地保證在最佳含水率的條件下，提高路基的壓實(shí)厚度。此外，還應(yīng)盡量避免采用干縮性較大的材料，比如水泥、石灰等。

3.2.2 選用優(yōu)質(zhì)的改性瀝青

改性瀝青的黏度高、抗裂性能較好、使用壽命長(zhǎng)。目前，普遍采用的改性瀝青包括橡膠類、熱塑性橡膠彈性類和熱塑樹脂類等。雖然改性瀝青的價(jià)格高，但其長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性較好。

3.2.3 選擇合適的礦料

無論使用什么骨料，為了使瀝青與礦料的黏結(jié)，應(yīng)使用抗剝落劑，以延緩因荷載和溫度反復(fù)作用而導(dǎo)致的瀝青剝落。

3.3 正確施工

在道路施工的過程中，應(yīng)嚴(yán)格保證道路結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，從而有效防止路面裂縫。同時(shí)，基層和底基層的養(yǎng)生應(yīng)滿足要求，切勿為了趕工期而提早鋪筑面層。面層在施工時(shí)，應(yīng)保證在制備瀝青混合料的過程中不發(fā)生瀝青過分老化的現(xiàn)象，并控制好瀝青的加熱溫度和加熱時(shí)間。此外，還應(yīng)保證瀝青混合料攤鋪時(shí)的溫度要求，減少因混合料表面溫度降低而產(chǎn)生的離析和裂縫現(xiàn)象的發(fā)生；加強(qiáng)對(duì)瀝青混合料的碾壓，使瀝青混合料達(dá)到較高的密實(shí)度，并做好施工接縫的連接處理。

3.4 做好養(yǎng)護(hù)和維修

為了減少裂縫對(duì)瀝青路用性能的影響，必須重視道路的維修和養(yǎng)護(hù)。應(yīng)完善路基路面的排水設(shè)施，確保排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證基層與面層間沒有水槽產(chǎn)生。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)路面出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，防止積水滲入路基，避免在行車荷載、自然因素等的影響下使裂縫增大，從而延長(zhǎng)道路的使用壽命。

4 結(jié)論

瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因是多種多樣的，但根本上都是因結(jié)構(gòu)層中的應(yīng)力超過了材料的極限強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致路面開裂。因此，要想從根本上解決瀝青路面的裂縫問題，就必須從瀝青的長(zhǎng)期使用性能入手，在設(shè)計(jì)、選材、施工和養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行綜合治理。只有這樣，才能從根本上解決瀝青路面的裂縫問題。

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